Przeczytaj Pułapki badań nad lekami: Małe kawałki RNA mają to, czego potrzeba, aby leczyć choroby. Ale jak wprowadzić obiecujące cząsteczki do ich organów docelowych?

Na początku 2003 roku panowała prawdziwa atmosfera gorączki złota. Naukowcy opracowali rodzaj naturalnej terapii genowej - interferencję RNA. Wydawało się idealnym narzędziem do leczenia raka i zabijania wirusów. Naukowcy szybko zaczęli składać wnioski o patenty - przyciągało to sławę i duże pieniądze. Ale życie było bardziej skomplikowane niż teoria. To, co odniosło tak duży sukces w eksperymencie komórkowym, w ogóle nie zadziałało u myszy laboratoryjnych. Ich ciało zniszczyło leki, zanim dotarły do ​​narządu.

Boom został wywołany odkryciem przez badacza genów Toma Tuschla w Instytucie Chemii Biofizycznej Maxa Plancka w Getyndze (bild der wissenschaft 06/2003, „Lebensrettender Schredder”). Tuschlowi udało się zaatakować komórki ssaków, aby powstrzymać wpływ złych genów przez sparaliżowanie ich łańcucha dowodzenia. We wszystkich żywych istotach geny rządzą, przekazując swoje polecenia - w tym chorobotwórcze - za pomocą cząsteczek przekaźnikowych RNA do mechanizmów komórkowych. Wiadomości te mogą także stanowić plany budowy wirusów lub substancji sygnałowych, które prowadzą do wzrostu. Sztuczki Tuschla: karmił chore komórki krótkimi fragmentami właśnie tego RNA fatalnych genów. Sztuczka tutaj: fragmenty zostały połączone z doppelgängernem molekularnym do podwójnej nici RNA. Ta nienaturalna kombinacja wymagała stróżów cząsteczek komórek, które zniszczyły wszystko, co przypominało podwójne RNA - w tym niszczące RNA.

Dzięki temu odkryciu wszystko powinno być jasne. Naukowcy z całego świata pracują nad budową fragmentów RNA, które paraliżują geny wywołujące choroby w guzach i guzach lub które powinny wyeliminować wirusy. Ale brakowało oczekiwanego sukcesu. Kiedy cząsteczki zostały wstrzyknięte do krwiobiegu, ciało natychmiast je zniszczyło. „I nawet jeśli RNA jest stabilizowany przez modyfikacje chemiczne, jest szybko eliminowany wraz z moczem”, Tuschl, który obecnie prowadzi badania w Rockefeller Institute w Nowym Jorku, stawia problem do rzeczy.

Niemniej jednak, aby osiągnąć cel, badacze wypróbowali również wściekłe metody, takie jak wstrzyknięcie pod wysokim ciśnieniem. W zaledwie dziesięć sekund ścigali myszy ogromną ilość jednego mililitra roztworu RNA do żyły ogonowej dla małych zwierząt. Aktywne cząsteczki przedostają się przez żyłę i gromadzą się w dobrze perfundowanych narządach, takich jak wątroba, nerka lub płuco. Z sukcesem: Judy Lieberman z Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, stłumiła tworzenie cząsteczki zwanej Fas, która doprowadza komórki do samobójstwa. Była w stanie zapobiec śmierci komórek u myszy z autoimmunologicznym zapaleniem wątroby, które jest typowe dla wątroby. pokaz

Terapia RNA działa również w organizmie zwierzęcym, a nie tylko w komórkach. Ale w praktyce ta metoda nie jest odpowiednia. Gryzonie dostały w ciągu kilku sekund około jednej piątej własnej objętości krwi - u ludzi to będzie litr. Wywierająca się na nią presja stanowi duże obciążenie dla organizmu i może prowadzić do niewydolności serca - niedopuszczalnego ryzyka dla ludzi.

Bardziej elegancki jest sposób, w jaki bieżnikuje firma biotechnologiczna Kulmbach Alnylam Europe ze spółką zależną Alnylam Pharmaceuticals w Bostonie, Massachusetts. Naukowcom z Kulmbach udało się myszom w tworzeniu szkodliwego genu metabolizmu lipidów odpowiedzialnego za cholesterol LDL, zwanego blokiem ApoB. W rezultacie stężenie LDL we krwi spadło. I to pomimo tego, że fragmenty hamujące zostały wstrzyknięte do żył zwierząt pod dość normalnym, dobrze tolerowanym ciśnieniem.

„Najpierw zastanawialiśmy się, w jaki sposób możemy nadać właściwości RNA potrzebne innym lekom” - mówi badacz Hans-Peter Vornlocher. Oznacza to, że musi być stabilny, pozostać w ciele przez dłuższy czas, a także łatwo dostać się do komórek. Sztuczka naukowców z Kulmbacher: brakowało ich RNA grupy cholesterolu. Nie ma to nic wspólnego z terapią metaboliczną, ale zapobiega szybkiemu usuwaniu leku przez nerki: „Cholesterol przyłącza się do białek osocza, dzięki czemu powstają duże kompleksy, które nie pasują przez sito w nerce, a zatem znacznie dłużej krążą w ciele ”, mówi Vornlocher. „Ponadto stworzyliśmy konia trojańskiego, który umożliwia bardzo skuteczne pobieranie RNA do komórek.” Wraz ze znacznikiem cholesterolu cząsteczka leku staje się kochająca tłuszcz i znacznie łatwiej przenika przez błonę komórkową zawierającą lipidy.

Obliczenia Kulmbachera rozpoczęły się, a fragmenty RNA zgromadziły się w dobrze perfundowanej tkance. Ponadto w wątrobie i środkowym jelicie cienkim, gdzie gen ApoB jest normalnie aktywny, wyprodukowano tylko 20 do 40 procent związanego z nim białka. To ograniczenie było wystarczające, aby znacznie obniżyć poziom cholesterolu LDL we krwi. Eksperyment ApoB posłużył Kulmbachersowi jako dowód, że procedura działa. Niemniej jednak Vornlocher podkreśla, że ​​jest to pierwsze na świecie podejście do systemowej terapii interferencyjnej RNA odpowiednie dla ludzi. Lieberman potwierdza: „Metoda jest bardzo obiecująca - choć oczywiście pozostało jeszcze kilka pytań”.

Jednym z nich jest jak w praktyce zmniejszyć obecnie wysoką dawkę RNA. Zalecenie Vornlochers: Nie wstrzykiwać RNA do naczyń krwionośnych i nie rozprowadzać go po całym ciele. Uważa, że ​​bardziej sensowne jest transportowanie mini-środków bezpośrednio do miejsca ich użycia, na przykład za pomocą strzykawek lub kremów.

Lieberman i jej kolega Premlata Shankar wykazali, że jest to możliwe. Odkryli, że błona śluzowa może łatwo wychwycić fragmenty RNA. Amerykanom udało się zatrzymać tworzenie receptora CCR5 w pochwie myszy. Idea tego: receptor służy wirusowi HIV AIDS jako klamce, która otwiera drogę do komórki. „Eliminując receptor CCR5, chcemy zapewnić lokalną ochronę przed przenoszeniem HIV drogą płciową”, mówi Liebermann. „Chcemy opracować koktajl RNA do atakowania wirusa z wielu stron.” Nikt jeszcze nie wie, czy rachunek się powiedzie, ponieważ myszy nie można zarazić wirusem HIV. Pewne jest jednak to, że hamujący RNA dotarł do miejsca docelowego. A to może pomóc chronić ludzi przed patogenami przenoszonymi drogą płciową - w tym wirusami brodawczaka, które powodują raka szyjki macicy u niektórych kobiet.

Naukowcy są już na oku. Chcą leczyć związane z wiekiem „mokre” zwyrodnienie plamki żółtej poprzez interferencję RNA, najczęstszą przyczynę ślepoty u osób powyżej 55 roku życia w świecie zachodnim. Przyczyną utraty wzroku jest unaczynienie siatkówki, które wpływa na plamkę żółtą żółtą plamkę, miejsce najgorszego widzenia. Do tej pory lekarze powstrzymują postępujące niszczenie za pomocą fototerapii. Ale laser, który niszczy przeklętego podcienia, nieuchronnie pozostawia ślady w tkance. Co gorsza, wściekła procedura wydaje się sprzyjać procesom zapalnym, które prowadzą do zwyrodnienia plamki żółtej.

Nowe podejścia terapeutyczne z RNA powinny rozwiązać problem u podstaw. Rozpylone bezpośrednio do ciała szklistego oka aktywne cząsteczki atakują produkcję czynnika wzrostu zwanego VEGF, który jest odpowiedzialny za tworzenie niszczycielskiego erchen. Samuel Reich i Michael Tolentino z Filadelfii byli w stanie zredukować patologiczne żyły w M useaugen do jednej czwartej. Po tym sukcesie naukowcy po raz pierwszy rozpoczęli terapię interferencyjną RNA u ludzi.

Po drodze kilka firm biotechnologicznych zmierzy się ze sobą. Firma Acuity Pharmaceuticals z Filadelfii rozpoczęła badanie kliniczne w październiku 2004 r. Sirna Therapeutics z Boulder w Kolorado przeprowadziła się pod koniec listopada. Alnylam planuje rozpocząć testowanie cząsteczek hamujących w małej grupie ochotników w 2005 r.

Stefanie Reinberger

science.de

Zalecane Wybór Redakcji